חנקן נוזלי
מבוא
חנקן נוזלי הוא הצורה הנוזלית של גז חנקן, הידוע במאפיינים האינרטיים, חסרי הצבע, חסרי הריח, הלא-מאכלים והבלתי-דליקים שלו. יש לו טמפרטורה נמוכה במיוחד. גז חנקן מהווה חלק ניכר מהאטמוספרה של כדור הארץ (כ-78.03% בנפח ו-75.5% לפי משקל). בלחץ אטמוספרי סטנדרטי, לחנקן יש נקודת רתיחה של -196.56 מעלות, ו-1 מטר מעוקב של חנקן נוזלי יכול להתרחב ל-696 מטר מעוקב של חנקן גזי ב-21 מעלות. חנקן נוזלי מיוצר בדרך כלל בתעשיות בתהליך של פירוק אוויר ויש לו מגוון רחב של יישומים, אך הוא דורש טיפול זהיר בשל הסיכון לכוויות קור במגע.
תכונות פיזיקליות וכימיות
מראה ומאפיינים:נוזל חסר צבע וריח.
נקודת התכה: -210 מעלות
נקודת רתיחה: -196 מעלות
חום אידוי: 5.56 קילו-ג'יי/מול
טמפרטורה קריטית: -147 מעלות
לחץ קריטי: 3.40 MPa
מסיסות: מסיס מעט במים ובאתנול.
אמצעי אחסון ובטיחות
נוהלי עבודה:יש לטפל בחנקן נוזלי בסביבה סגורה עם אוורור טבעי נאות. צוות העובדים עם חנקן נוזלי חייב לעבור הכשרה מיוחדת ולהקפיד על פרוטוקולי בטיחות. רצוי לצוות ללבוש בגדים עמידים בפני קור וכפפות כדי למנוע מגע עם העור. יש לנקוט באמצעים למניעת דליפת גז למקום העבודה. במהלך ההובלה, יש לטפל במכולות בזהירות כדי למנוע נזק.ציוד תגובה לדליפות חירום צריך להיות זמין.
הנחיות אחסון:חנקן נוזלי צריך להיות מאוחסן במחסן קריר ומאוורר היטב, עם טמפרטורות אחסון שלא יעלו על 30 מעלות. אזור האחסון חייב להיות מצויד בציוד תגובה לדליפות חירום כדי להבטיח בטיחות.
בקרות הנדסיות:השתמש בפעולות סגורות תוך מתן אוורור טבעי מספק.
הגנה על דרכי הנשימה:בדרך כלל אין צורך בהגנה מיוחדת על מערכת הנשימה. עם זאת, כאשר ריכוז החמצן בסביבת העבודה יורד מתחת ל-18%, על הצוות ללבוש ציוד הגנה נשימתי מתאים, כגון מכשירי נשימה עצמאיים, מכשירי נשימה חמצן או מסכות פנים מלאות עם צינורות ארוכים.
הגנה על העיניים:על הצוות להרכיב משקפי בטיחות או מגני פנים כדי למנוע מגע עין עם חנקן נוזלי.
הגנה על הגוף:על הצוות ללבוש בגדים עמידים בפני קור כדי להבטיח בידוד הגוף.
הגנת ידיים:יש ללבוש כפפות המיועדות להתנגד לקור קיצוני כדי למנוע מגע ידיים עם חנקן נוזלי.
סכנות
דרכי כניסה: אינהלציה
סכנות בריאותיות: מגע בעור עם חנקן נוזלי עלול לגרום לכוויות קור. במקרים בהם עודף חנקן נוזלי מתאדה בלחץ סטנדרטי, זה יכול להוביל לירידה בלחץ החמצן החלקי באוויר, שעלול לגרום למקרים קיצוניים של חנק היפוקסי. חשוב לציין כי חנקן נוזלי עצמו אינו דליק או נפיץ.
טיפול בהרעלה אמצעי חירום
Sקשר קרוב: פנה לטיפול רפואי מיידי עבור כוויות קור.
שאיפה: במקרה של שאיפת גז חנקן או ריכוזי גז מתחת לנורמה, העבר את האדם הפגוע לאוויר צח מיידית, תוך הקפדה על דרכי נשימה בלתי חסומות. אם מתרחשים קשיי נשימה, יש לתת חמצן. אם הנשימה נפסקת, בצע הנשמה מלאכותית ופנה לטיפול רפואי.
פעולות כיבוי אש
מאפייני מפגע: כאשר מיכלי חנקן נוזלי נחשפים לחום, קיים סיכון ללחץ פנימי מוגבר, שעלול להוביל לקרע או פיצוץ.
מוצרי בעירה מסוכנים: חנקן נוזלי עצמו אינו נשרף, ולכן אין מוצרי בעירה.
שיטות כיבוי אש: מכיוון שחנקן נוזלי אינו נשרף, אין צורך באמצעי כיבוי. אם יש חששות לגבי שלמות המיכל עקב חשיפה לחום, ניתן להשתמש בערפול עם מים כדי לקרר את המיכל. עם זאת, יש להימנע מריסוס ישיר של מים על חנקן נוזלי כדי למנוע סכנות אפשריות.
טיפול במצבי חירום
תגובת חירום:
במקרה של דליפת חנקן נוזלי, פנה מיד את האזורים המזוהמים, נע במעלה הרוח והקים אזורי בידוד עם גישה מוגבלת. על גורמי החירום ללבוש מכונות הנשמה עצמאיות בלחץ חיובי, ביגוד עמיד בפני קור וכפפות כדי למנוע מגע ישיר עם החומר הדלוף. יש לעשות מאמצים לנתק את מקור הדליפה ולהשתמש במאווררי אוורור לפיזור גזים שדלפו לשטחים פתוחים. יש לטפל במיכלים דולפים בזהירות, לתקן, לבדוק ולבדוק לפני שימוש חוזר.
טיפול בנשפך חנקן נוזלי:
כאשר שואפים גז חנקן בריכוזים נמוכים, התסמינים הראשוניים עשויים לכלול לחץ בחזה, קוצר נשימה ועייפות. לאחר מכן, חוסר שקט, התרגשות קיצונית, תסיסה, ריצה, צעקות, הבעות פנויות, הליכה לא יציבה, ואפילו תרדמת או מוות עלולים להתרחש במקרים חמורים.יש לנקוט באמצעים הבאים:
1. פינוי מיידית של אנשים מהאזור המזוהם למקום במעלה הרוח ולהקים אזורי בידוד עם גישה מוגבלת.
2. להודיע למכבי האש ולרשויות הרלוונטיות.
3. גורמי חירום צריכים ללבוש מכונות הנשמה עצמאיות בלחץ חיובי, בגדים עמידים בפני קור וכפפות.
4. מנע מהדליפה לזרום למרתפים או למקומות עבודה סגורים אחרים. אם לא ניתן להימנע מכך, הודע מיד לרשויות הרלוונטיות.
5. הימנע ממגע ישיר עם החומר שדלף. יש לעשות מאמצים לנתק את מקור הנזילה.
6. ניתן להשתמש בערפול במים כדי להאיץ את אידוי הנוזל, אך אין לרסס מים ישירות על הנוזל.
7. מנע הצטברות גז באזורים נמוכים, והשתמש במאווררי פליטה כדי להפנות גזים שדלפו לשטחים פתוחים. אסרו על עובדים לשהות באזורים נמוכים או במורד הרוח.
יישומים שימושים תעשייתיים
חנקן נוזלי מוצא יישומים שונים בתהליכים תעשייתיים, כולל:
1. הקפאה ושינוע מהירים של מוצרי מזון או ייצור קרח. ניצול בחקר פיזיקה בטמפרטורה נמוכה.
2. הדגמות של מצבי טמפרטורות נמוכות בחינוך המדעי, כמו טבילת חפצים בטמפרטורת החדר בחנקן נוזלי, מה שגורם להם להיות שבירים כמו זכוכית.
3. מתן הטמפרטורה הנדרשת עבור מוליכים בטמפרטורה גבוהה כמו תחמוצת נחושת איטריום בריום. משמש כחומר קירור להקפאה מהירה של רקמות ביולוגיות למניעת נזק.
4. ניצול בייצור דשני חנקן.
5. יישום באנליזה כימית, כגון שיטת בדיקת שטח הפנים BET.
שימושים ביולוגיים ורפואיים
לחנקן נוזלי יש גם יישומים שונים בביולוגיה וברפואה, כולל:
1. הדברת מזיקים כמו נמלים אדומות מיובאות.
2. סיוע בהמוסטזיס והסרת נגעים שטחיים ניתנים לכריתה מהעור באמצעות הקפאה מהירה בפרוצדורות כירורגיות.
3. אחסון רקמות חיות, דגימות ביולוגיות, זרע וביציות באמצעות שימור הקפאה לשמירה על כדאיות ושימוש לטווח ארוך.
4. ומדגיש שוב, חנקן נוזלי נמצא בשימוש נרחב כחומר קירור להקפאה מהירה של רקמות ביולוגיות כדי למנוע נזק.
מידע רגולטורי
השימוש הבטוח בחנקן נוזלי כפוף לתקנות ולתקנים במדינות שונות, הכוללות אחסון, הובלה וטיפול. בעת שימוש בחנקן נוזלי, עמידה קפדנית בתקנות הבטיחות המקומיות והבינלאומיות היא הכרחית כדי להבטיח את בטיחות העובדים והסביבה.
